一種自動調(diào)控式養(yǎng)殖系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種自動調(diào)控式養(yǎng)殖系統(tǒng)，包括至少一個養(yǎng)殖棚、地源熱泵系統(tǒng)、太陽能集熱器、節(jié)能燃煤鍋爐、水循環(huán)管路以及控制養(yǎng)殖槽恒定溫度的中央控制器，源熱泵系統(tǒng)、太陽能集熱器、節(jié)能燃煤鍋爐相耦合，解決了農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖環(huán)境一系列的較苛刻要求，取代了之前用小型燃煤鍋爐進(jìn)行加熱保溫的低能效、高排放做法，在環(huán)境特殊的農(nóng)業(yè)水產(chǎn)養(yǎng)殖設(shè)施中成功地運(yùn)用地源熱泵技術(shù)和太陽能集熱耦合利用技術(shù)進(jìn)行溫度調(diào)整。
【專利說明】一種自動調(diào)控式養(yǎng)殖系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于養(yǎng)殖行業(yè)的空調(diào)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及節(jié)能環(huán)保的養(yǎng)殖大棚內(nèi)溫度控制系統(tǒng)，解決養(yǎng)殖大棚內(nèi)均勻受熱、溫度分布均勻、保證養(yǎng)殖環(huán)境良好。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的養(yǎng)殖溫室利用燃煤鍋爐供熱，不僅要承受煤炭價格不斷上漲的成本壓力，而且空氣污染較嚴(yán)重。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)也存有太陽能輔助養(yǎng)殖系統(tǒng)，因為我國地處北半球，大部分地區(qū)位于北緯45。以南，每年日照時數(shù)大約在2000卜以上，各地太陽能輻射總量約在34?84億了/爪^之間，具有豐富的太陽能資源。太陽是以電磁波的形式向外發(fā)射能量的，利用時不用開采、挖掘和運(yùn)輸，使用方便，對環(huán)境清潔衛(wèi)生。但是太陽能有兩方面的不足:一是能流密度低；二是其強(qiáng)度受各種因素(晝夜、陰天、雨雪等)的影響不能維持常量，
[0004]也有提出利用熱泵能源的，但是地源熱泵在長期的運(yùn)行中，將會使土壤溫度場得不到及時恢復(fù)，蒸發(fā)溫度及冷凝溫度波動較大，熱泵機(jī)組運(yùn)行效率較低。此外土壤導(dǎo)熱系數(shù)小，使埋地?fù)Q熱器的面積較大，這就需要較大的埋管場地。連續(xù)運(yùn)行時，熱泵的冷凝溫度或蒸發(fā)溫度受土壤溫度的影響而發(fā)生波動。此低位熱源形式涉及鉆探工程，施工困難，系統(tǒng)投資比較大。因此，針對各自的不足，國內(nèi)外的學(xué)者開始將太陽能及地源熱泵構(gòu)建在一起進(jìn)行研究，即太陽能一地源熱泵系統(tǒng)，該系統(tǒng)是以太陽能和地源熱為復(fù)合熱源的系統(tǒng)，是綜合利用的一種形式。具有很大的靈活性，彌補(bǔ)了單獨(dú)熱源熱泵的不足，一年四季可以利用，提高了裝置的利用系數(shù)，太陽能裝置與供暖季節(jié)需熱率不一致的缺點(diǎn)，正是地源熱泵的優(yōu)點(diǎn)；而對地源熱泵來說，由于太陽能的加入，則可實現(xiàn)間歇運(yùn)行，使地源溫度場得到一定程度的恢復(fù)，從而提高了地源源熱泵的性能系數(shù)。太陽能一地源熱能耦合利用技術(shù)因其節(jié)能和環(huán)保的優(yōu)勢，是一種具有發(fā)展前景的能源利用方式如中國專利⑶1015131744(^^0 2009年8月26日)公開了一種低能耗的循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)，包括至少一個養(yǎng)殖槽、過濾棉、熱交換裝置、生物過濾器、高位水池、消毒裝置、增氧裝置，所述循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)還包括作為熱源或冷源的地源熱泵系統(tǒng)和作為熱源的太陽能熱系統(tǒng)，養(yǎng)殖槽中的廢水依次經(jīng)過過濾棉、熱交換裝置、生物過濾器、高位水池、消毒裝置、增氧裝置，最終流入養(yǎng)殖槽中完成一個水循環(huán)。該系統(tǒng)可大量減少能源消耗。該專利僅僅提出增加太陽能和地源熱泵兩套系統(tǒng)選擇性作為冷源或者熱源，并沒有具體實施方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型提供一種將太陽能與地源熱泵技術(shù)耦合，輔助節(jié)能燃煤鍋爐的可實施、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、智能化自動調(diào)控式養(yǎng)殖系統(tǒng)。
[0006]針對以上根本技術(shù)問題，本實用新型相應(yīng)的解決技術(shù)方案是:
[0007]—種自動調(diào)控式養(yǎng)殖系統(tǒng)，其特征在于包括至少一個養(yǎng)殖棚、地源熱泵系統(tǒng)、太陽能集熱器、節(jié)能燃煤鍋爐、水循環(huán)管路以及控制養(yǎng)殖槽恒定溫度的中央控制器，太陽能集熱器的出口依次經(jīng)過儲熱水箱和集熱器溫差循環(huán)泵與太陽能集熱器的入口連通，節(jié)能燃煤鍋爐的出水口經(jīng)過儲熱水箱、換熱循環(huán)泵與節(jié)能燃煤鍋爐入口連通，儲熱水箱出水端經(jīng)過各個養(yǎng)殖棚的換熱器后經(jīng)過水循環(huán)管路回到儲熱水箱，形成若干水循環(huán)；所述地源熱泵系統(tǒng)包括抽水井、循環(huán)水泵、回灌井、地源熱泵機(jī)組、散熱末端、水泵換熱器和軸流風(fēng)機(jī)；循環(huán)水泵通過管道，經(jīng)過水處理設(shè)備連接地源熱泵機(jī)組的進(jìn)水端，地源熱泵機(jī)組的進(jìn)水端是包括豎直進(jìn)水管道和一段橫向的過濾管道，過濾管道中設(shè)有過濾器，過濾器出水端連接水處理設(shè)備的進(jìn)水端，地源熱泵機(jī)組的出水端通過回水管道連接三通，三通一端置于的上部回灌井，另一端通過分流閥門管道接至抽水井，地源熱泵機(jī)組包括過濾凈化器，自動脫氣裝置、壓縮機(jī)、節(jié)流閥、四通換向閥、第一換熱器、膨脹閥、第二換熱器和氣液分離器，循環(huán)水泵的出口連接過濾凈化器，自動脫氣裝置連接第一換熱器，從第一換熱器出口出來接回水管道，地源熱泵機(jī)組內(nèi)的制冷劑環(huán)路依次通過氣液分離器、壓縮機(jī)、四通換向閥、低壓閥、第一換熱器、節(jié)流閥、高壓閥、第二換熱器連通形成環(huán)路；第一換熱器為冷凝器，冷凝器為銅管鋁翅片換熱器，翅片為波紋鋁翅片，蒸發(fā)器套管為？％鋼絲增強(qiáng)塑料管；第二換熱器為套管蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器包括外殼，外殼中設(shè)有冷媒進(jìn)出管和循環(huán)水進(jìn)出管，冷媒進(jìn)出管和循環(huán)水進(jìn)出管逆流盤旋；
[0008]軸流風(fēng)機(jī)安裝在第一換熱器的一側(cè)，通過纖維紡織風(fēng)管將加熱或冷卻后的空氣向養(yǎng)殖棚各處輸送；中央控制器的輸入端接地源熱泵系統(tǒng)的控制輸出端、太陽能集熱器的控制端、換熱循環(huán)泵，集熱器溫差循環(huán)泵和置于水箱底部的溫度探頭信號輸出端。
[0009]相比現(xiàn)有技術(shù)的太陽能養(yǎng)殖或者燃?xì)鉅t加熱的研制系統(tǒng)，本實用新型最大程度實現(xiàn)節(jié)能降耗；將太陽能集熱、地源熱泵、節(jié)能鍋爐系統(tǒng)耦合利用，通過自動化控制，實現(xiàn)三種能源的互補(bǔ)，減少燃煤用量，降低生產(chǎn)成本，減排溫室氣體。太陽池裝置吸收太陽光中的熱量，光能轉(zhuǎn)化為熱能收集起來，通過換熱器儲存在池水中。池水在地埋管中循環(huán)，把收集起來的熱量在大地中平衡。把多余的熱量儲存在大地中，當(dāng)外界溫度比較低時，又可以把儲藏在大地中的取出來利用。利用大地當(dāng)做一個大的蓄熱媒介。熱泵機(jī)組又能吸收循環(huán)水中的熱量，釋放到加熱空間中，達(dá)到加溫的效果。經(jīng)實驗養(yǎng)殖成本和管理成本下降。地源熱泵技術(shù)的應(yīng)用減少了固定資產(chǎn)投資成本，節(jié)省能源、勞動力和管理成本，同時不用鍋爐大幅度減少了土法鍋爐、小鍋爐燒煤產(chǎn)生的氣體和煤渣周對邊環(huán)境產(chǎn)生的污染，也改善了養(yǎng)殖大棚中的空氣和水質(zhì)質(zhì)量，為水廣品提供了一個良好的生態(tài)環(huán)境，提聞了水廣品養(yǎng)殖質(zhì)量，使人們更能放心的食用這些生態(tài)水產(chǎn)品。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型一種自動調(diào)控式養(yǎng)殖系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合實施例和附圖對本實用新型技術(shù)方案做進(jìn)一步說明:
[0012]如圖1所示一種自動調(diào)控式養(yǎng)殖系統(tǒng)，包括多個養(yǎng)殖棚1 (附圖表示為4個、地源熱泵系統(tǒng)2、太陽能集熱器3、節(jié)能燃煤鍋爐4、水循環(huán)管路5以及控制養(yǎng)殖槽恒定溫度的中央控制器6，太陽能集熱器的出口連通儲熱水箱7的第1入口，儲熱水箱7的第1出口接集熱器溫差循環(huán)泵8與太陽能集熱器的入口連通；節(jié)能燃煤鍋爐4的出水口通過管道連通儲熱水箱的第2入口，再通過一換熱循環(huán)泵與節(jié)能燃煤鍋爐的入口連通，儲熱水箱的第2出口通過管道經(jīng)過各個養(yǎng)殖棚的換熱器，與池水形成熱交換，后經(jīng)過水循環(huán)管路回到儲熱水箱的第3入口，形成若干水循環(huán)；換熱器可以是地埋管，加熱地表上的池水，也可以是掛于大棚內(nèi)的換熱器，通過加熱大棚內(nèi)空氣調(diào)節(jié)池溫。
[0013]所述地源熱泵系統(tǒng)包括抽水井21、循環(huán)水泵22、回灌井23、地源熱泵機(jī)組24、散熱末端、水泵換熱器25和軸流風(fēng)機(jī)；循環(huán)水泵通過管道，經(jīng)過水處理設(shè)備26連接地源熱泵機(jī)組的進(jìn)水端，地源熱泵機(jī)組的進(jìn)水端是包括豎直進(jìn)水管道和一段橫向的過濾管道，過濾管道中設(shè)有過濾器27，地下水經(jīng)過過濾器后進(jìn)入地源熱泵機(jī)組，保證機(jī)組的安全使用，降低清洗成本。過濾器出水端連接水處理設(shè)備的進(jìn)水端，地源熱泵機(jī)組的出水端通過回水管道28連接三通，三通一端置于的上部回灌井，另一端通過分流閥門管道接至抽水井，水泵從江河水和抽水井將水送至地源熱泵機(jī)組，經(jīng)過換熱器換熱后流經(jīng)三通，一部分水回到抽水井，一部分水經(jīng)過分流閥門送到回灌井，由于分流抽水井水位下降，打底的含水層向其內(nèi)補(bǔ)充水，達(dá)到新的平衡，形成循環(huán)在流動過程中，持續(xù)、穩(wěn)定地與大地交換熱量。這樣設(shè)置可以解決水源的回灌，而且循環(huán)水經(jīng)過分流，抽水井水位下降，大地儲蓄的水則補(bǔ)充入內(nèi)，達(dá)到水量，形成有利地水循環(huán)。
[0014]地源熱泵機(jī)組包括過濾凈化器(附圖未出)，自動脫氣裝置(附圖未出?、壓縮機(jī)241、節(jié)流閥242、四通換向閥243、第一換熱器244、膨脹閥、第二換熱器245和氣液分離器(附圖未出),循環(huán)水泵的出口連接過濾凈化器、自動脫氣裝置連接到第一換熱器，從第一換熱器出口出來接回水管道，地源熱泵機(jī)組內(nèi)的制冷劑環(huán)路依次通過氣液分離器、壓縮機(jī)、四通換向閥、低壓閥、第一換熱器、節(jié)流閥、高壓閥、第二換熱器連通形成環(huán)路；
[0015]第一換熱器為冷凝器，冷凝器為銅管鋁翅片換熱器，翅片為波紋鋁翅片，蒸發(fā)器套管為？7(:鋼絲增強(qiáng)塑料管；
[0016]第二換熱器為套管蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器包括外殼，外殼中設(shè)有冷媒進(jìn)出管和循環(huán)水進(jìn)出管，冷媒進(jìn)出管和循環(huán)水進(jìn)出管逆流盤旋；
[0017]第一換熱器在供冷工況時為冷凝器，在供熱工況時為蒸發(fā)器，第二換熱器在供冷工況時為蒸發(fā)器，在供熱工況時為冷凝器。
[0018]軸流風(fēng)機(jī)安裝在散熱末端一側(cè)，通過纖維紡織風(fēng)管將第一換熱器加熱或冷卻后的空氣向養(yǎng)殖棚各處輸送，通過調(diào)節(jié)養(yǎng)殖棚空氣溫度調(diào)節(jié)池水溫度。
[0019]中央控制器的輸入端接地源熱泵系統(tǒng)的控制輸出端、太陽能集熱器的控制端、換熱循環(huán)泵，集熱器溫差循環(huán)泵和置于水箱底部的溫度探頭信號輸出端。
[0020]中央控制器獲取地源熱泵機(jī)組、水泵換熱器和水處理設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)參數(shù)，獲取換熱熱器的運(yùn)行數(shù)據(jù)參數(shù)，獲取供配電系統(tǒng)控制運(yùn)行數(shù)據(jù)，獲取地源數(shù)據(jù)參數(shù)，整合上述數(shù)據(jù)并通過中央處理器分析后生成分析結(jié)果和控制命令。
[0021]夏季空調(diào)制冷，有兩種運(yùn)行模式:
[0022]1.當(dāng)太陽能輻射較足，太陽能產(chǎn)生熱水排入儲水箱中儲存起來供用戶使用。第一換熱器作蒸發(fā)器冷卻空氣，供應(yīng)冷量；第二換熱器作為冷凝器。
[0023]2.當(dāng)太陽能輻射不足，啟動空氣源熱泵。
[0024]例如連續(xù)陰天，不能生產(chǎn)足夠量足夠溫度的熱量時，第一換熱器作為冷凝器，供養(yǎng)熱量。第二換熱器作蒸發(fā)器。
[0025]冬天制熱工況時轉(zhuǎn)換四通換向閥，改變管路中的制冷劑流向，使得制冷劑從第二換熱器吸熱，并向第一換熱器供熱。
[0026]3.當(dāng)太陽能輻射強(qiáng)度適當(dāng)時，太陽能集熱器的水循環(huán)系統(tǒng)開啟；4當(dāng)太陽能集熱器和熱泵都不能滿足熱水供應(yīng)要求時，啟動節(jié)能燃煤鍋爐來輔助加熱。
[0027]綜上所述，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員閱讀本實用新型文件后，根據(jù)本實用新型的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思無需創(chuàng)造性腦力勞動而作出其他各種相應(yīng)的變換方案，均屬于本實用新型所保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種自動調(diào)控式養(yǎng)殖系統(tǒng)，其特征在于包括至少一個養(yǎng)殖棚(I)、地源熱泵系統(tǒng)(2)、太陽能集熱系統(tǒng)(3)、節(jié)能燃煤鍋爐(4)、水循環(huán)管路(5)以及控制養(yǎng)殖槽恒定溫度的中央控制器(6)，太陽能集熱器的出口依次經(jīng)過儲熱水箱(7)和集熱器溫差循環(huán)泵(8)與太陽能集熱器的入口連通，節(jié)能燃煤鍋爐的出水口經(jīng)過儲熱水箱、換熱循環(huán)泵與節(jié)能燃煤鍋爐入口連通，儲熱水箱出水端經(jīng)過各個養(yǎng)殖棚的換熱器后經(jīng)過水循環(huán)管路回到儲熱水箱，形成若干水循環(huán)；所述地源熱泵系統(tǒng)包括抽水井(21)、循環(huán)水泵(22)、回灌井(23)、地源熱泵機(jī)組(24)、水泵換熱器(25)和軸流風(fēng)機(jī)；循環(huán)水泵通過管道，經(jīng)過水處理設(shè)備(26)連接地源熱泵機(jī)組的進(jìn)水端，地源熱泵機(jī)組的進(jìn)水端是包括豎直進(jìn)水管道和一段橫向的過濾管道，過濾管道中設(shè)有過濾器(27)，過濾器出水端連接水處理設(shè)備的進(jìn)水端，地源熱泵機(jī)組的出水端通過回水管道(28)連接三通，三通一端置于的上部回灌井，另一端通過分流閥門管道接至抽水井，地源熱泵機(jī)組包括過濾凈化器，自動脫氣裝置、壓縮機(jī)(241)、節(jié)流閥(242)、四通換向閥(243)、第一換熱器(244)、膨脹閥、第二換熱器(245)和氣液分離器，循環(huán)水泵的出口連接過濾凈化器，自動脫氣裝置連接第一換熱器，從第一換熱器出口出來接回水管道，地源熱泵機(jī)組內(nèi)的制冷劑環(huán)路依次通過氣液分離器、壓縮機(jī)、四通換向閥、低壓閥、第一換熱器、節(jié)流閥、高壓閥、第二換熱器連通形成環(huán)路；第一換熱器為冷凝器，冷凝器為銅管鋁翅片換熱器，翅片為波紋鋁翅片，蒸發(fā)器套管為PVC鋼絲增強(qiáng)塑料管；第二換熱器為套管蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器包括外殼，外殼中設(shè)有冷媒進(jìn)出管和循環(huán)水進(jìn)出管，冷媒進(jìn)出管和循環(huán)水進(jìn)出管逆流盤旋；軸流風(fēng)機(jī)安裝在第一換熱器的一側(cè)，通過纖維紡織風(fēng)管將加熱或冷卻后的空氣向養(yǎng)殖棚各處輸送，中央控制器的輸入端接地源熱泵系統(tǒng)的控制輸出端、太陽能集熱器的控制端、換熱循環(huán)泵，集熱器溫差循環(huán)泵和置于水箱底部的溫度探頭信號輸出端。
【文檔編號】F24F13/28GK204214068SQ201420590539
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月13日
【發(fā)明者】虞益江, 方琦, 周樹生 申請人:虞益江, 方琦, 周樹生